Programmation à distance de Thymio

Un défi de programmation à l'aide du Wireless Thymio

Motiver les élèves à programmer un robot nécessite une tâche passionnante. Souvent, la tâche est définie dans un contexte donné et est définie afin de transmettre certaines compétences. Ici, nous avons imaginé une tâche qui est à la fois un défi pour les étudiants, qui peut être modulée pour exiger plusieurs compétences et a un lien avec des applications réelles. Les concepts de base de cette idée ont été élaborés avec l'école internationale de Genève

L'idée de base

L'idée est simple : vous envoyez un robot dans un environnement éloigné ou inaccessible et vous devez le contrôler en utilisant uniquement ses capteurs. Cette situation peut arriver lors de l'envoi d'un robot sur Mars, ou dans l'océan ou dans un corps humain. Une fois que le robot se trouve dans cet environnement, vous devez faire face à des problèmes d'interprétation de capteurs, de positionnement, de contrôle, d'interaction avec l'environnement, de transmission de données aux humains etc..

L'installation de test

À Genève des tests préliminaires avaient été effectués à l'aide d'une arène de 3m de diamètre, avec un sol qui présentait plusieurs niveaux de gris. Le sol était imprimé sur des feuilles A3 collées ensemble, ainsi qu'un endroit surélevé. Nous avons décidé d'avoir :

  • Une plus grande surface, 4x4m
  • Moins de niveaux de gris (au total 3, plus blanc et noir) mais plus de motifs géométriques imprimés sur le terrain permettant l'extraction de certains signaux réguliers.
  • Une interaction entre les formes imprimées au sol et des obstacles (obstacles sur lignes, par exemple)
  • Plusieurs types d'obstacles (un très réfléchissant et les autres standard)
  • Une véritable colline avec un diamètre de 1 m.

Voici une image de l'installation :

env-lr.jpg

Quelques détails de la colline:

hill-lr.jpg
structure-hill-lr.jpg

Le plan de l'installation est le suivant:

1_20_plan.png

Les fichiers à imprimer pour obtenir cet environnement sur un traceur de 90cm de large sont:
slice1
slice2
slice3
slice4
slice5

Thymio

Dans cet environnement, nous avons placé quelques Thymios sans fil qui sont contrôlés à distance depuis Aseba Studio, soit par des commandes directes (avancer), des commandes semi-autonomes (avancer jusqu'à ce que vous avez trouvé une ligne) ou des comportements autonomes (chercher une ligne noire tout en évitant les obstacles, puis suivre la ligne sur la droite jusqu'à trouver un obstacle).

Afin de reconnaître les divers Thymios sur le terrain, nous avons placé un verre de champagne en plastique contenant une boule colorée sur chacun d'eux :

thymio-pinklr.jpg

Chaque participant pouvait surveiller toutes les variables à distance, recharger le programme ou afficher les données sur un graphique, comme dans cette capture d'écran où des participants ont tracé les valeurs des capteurs au sol lorsque le robot avançait sur des rayures.

graph-pattern-lr.jpg

Résultats

La plupart des étudiants, afin de localiser leur robot automatiquement, ont fait un programme qui cherchait une ligne noire (frontière de l'environnement) tout en évitant les obstacles, puis suivait la ligne noire sur la droite jusqu'à trouver un obstacle. Ceci permet de localiser le robot car il n'y a qu'une seule position possible dans l'environnement où le robot pouvait s'arrêter. D'autres groupes avaient un programme leur permettant de se déplacer et utilisaient les valeurs des capteurs pour comprendre où était le robot.

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